[发明专利]光学模组、光学装置及穿戴式显示装置

权利要求书

1.一种穿戴式显示装置，其特征在于，包括：

两个微型显示模组，用于输出显示源；

两个光学模组，分别用于将所述两个微型显示模组的显示源进行放大及像差校正并经出瞳投射至用户眼睛，所述两个光学模组沿一个中心轴对称，并且各光学模组的光线出射方向分别与该中心轴具有一夹角，各光学模组包括：

第一光学模块，包括依序设置的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜及具有正光焦度的第三透镜，以及

第二光学模块，包括由第一非球面、第二非球面及偏转面组成的具有正光焦度的第四光学元件，所述偏转面提供单次反射，用于改变第一光学模块的光路方向至出瞳方向；

所述两个光学模组分别具有焦距f，第一透镜具有焦距f1，第二透镜具有焦距f2，第三透镜具有焦距f3，其中，

2ff112f，

-1.1ff2≤-0.4f，

0.4ff34.5f。

2.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述第一透镜靠近所述显示源，所述第二透镜、第三透镜及第四光学元件于远离所述显示源的方向依序设置于第一透镜之后。

3.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述第一光学模块包括至少三个非球面。

4.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述第四光学元件的第一非球面朝向所述第三透镜，所述第四光学元件的第二非球面朝向所述出瞳。

5.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述第二透镜的色散系数小于所述第三透镜和第四光学元件的色散系数，用于消除横向色差。

6.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述第四光学元件为一体成型的由第一非球面、第二非球面及偏转面构成的棱镜。

7.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述第四光学元件由具有第一非球面的透镜、具有第二非球面的透镜及具有偏转面的反射镜组成。

8.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述偏转面的偏转角度范围为75度至105度。

9.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述偏转面的偏转角度为90度。

10.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述光学模组定义一个光轴，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四光学元件分别具有多个光学表面、及分别具有一个光学中心，其中，所述多个光学表面具有旋转对称性，所述光学中心共轴，且与所述光轴一致。

11.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述第四光学元件具有焦距f4，其中，

0.7ff41.5f。

12.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述显示源通过所述光学模组投射至出瞳的光路距离L包括：显示源通过第一光学模块投射至所述偏转面的距离L1及所述偏转面投射至出瞳的距离L2，其中，

0.8fL11.6f

0.6fL21.8f

1.2fL3.4f。

13.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述光学模组具有视场角ω，其中，ω40°。

14.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述第二光学模块的出光侧设置有保护镜片。

15.如权利要求1所述的穿戴式显示装置，其特征在于，所述夹角的范围为0至9度。